Question

5．在“探究弹簧的伸长量与哪些因素有关”的实验中：
（1）小明为了“研究受到拉力时弹簧的伸长量与弹簧自身因素”的关系，他在实验过程中应控制不变的量是：D（填序号）
A．弹簧长度       B．弹簧材料      C．弹簧伸长量     D．拉力
（2）小华为了“研究弹簧的伸长量与拉力关系”的实验中，她将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加拉力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，并根据记录的拉力F与弹簧的伸长量x作出了F-x的图象（如图所示）．
①由图象可知，该弹簧受到的拉力每增加1N，弹簧的伸长量增加0.5cm．
②分析图象，你可以得出的结论是在弹性范围内，弹簧的伸长与拉力成正比；
③该探究的结论在实际中的应用是制造了弹簧测力计；
④该图象不过原点的原因是弹簧有自重使其有一定的伸长量．

Answer 1

分析 （1）利用控制变量的思想设计、分析实验，被研究问题是弹簧长度的增加量，影响因素是弹簧的材料、原来长度、横截面积、拉力．
（2）①根据弹簧测力计的原理来分析；
②根据弹簧测力计的原理来分析，即：在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长的越长．
③弹簧秤是根据在弹性限度内，在弹性范围内，弹簧的伸长与拉力成正比制成的．
④图线不过原点，当弹簧被竖直悬挂自然下垂时，由于弹簧自身受重力而伸长．

解答 解：（1）探究受到拉力时弹簧长度的增加量与弹簧自身因素的关系，需要保持外在因素的相同．即保持拉力相同，研究增加量与弹簧长度、材料的关系．
（2）①由图可得，当伸长1cm时，拉力为1N；伸长2cm时，拉力为3N；伸长3cm时，拉力为5N．
所以弹簧受到的拉力每增加1N，弹簧的伸长增加0.5cm；
②分析图象，可知，在弹性限度内，在弹性范围内，弹簧的伸长与拉力成正比．
③根据探究的实验结论制造了弹簧测力计；
④由图象可知，该图线不过原点，当弹簧被竖直悬挂自然下垂时，说明由于弹簧自身受重力而伸长．
故答案为：（1）D；
（2）0.5；在弹性范围内，弹簧的伸长与拉力成正比；弹簧测力计；弹簧有自重使其有一定的伸长量．

点评 解答第（1）题时本题不要受已有知识点干扰：弹簧测力计的原理是在弹性限度内，弹簧伸长的长度与所受拉力成正比．
这里考查的控制变量的思想，通过题意找出被研问题，影响该问题的因素，在设计实验、描述结述时，要注意说清控制什么因素一定的思想，这是控制变量法的关键所在．本题属于基础题，关键要根据图中图象数据分析具体的关系，然后才能计算．